Материалы для практических занятий по общей физике. Электричество и магнетизм. Акулинина А.В - 19 стр.

38                                                                                                                                            19
     9.6. Прямой бесконечный проводник имеет круговую петлю радиу-              4.6. Радиус центральной жилы коаксиального кабеля r=1,5 см, ра-
сом R=80 см (см. рис.9.6). Опреде-                                         диус оболочки R=3,5 см. Между центральной жилой и оболочкой при-
лить силу тока в проводнике, если                                          ложена разность потенциалов U=2,3 кВ. Найти напряженность электри-
                                         I                М2 I1       М1
известно, что в точке А магнитная                                          ческого поля на расстоянии x=2 см от оси кабеля.
индукция B=12,5 мкТл.                        R A                                4.7. Каким будет потенциал шара радиусом 3 см, если: а) сообщить
     9.7. Два прямолинейных беско-                                 I2      ему заряд 1 нКл, б) окружить его концентрическим шаром радиусом 4
нечно длинных проводника располо-                           С        В     см, соединенным с землей?
жены перпендикулярно друг к другу                                               4.8. Найти емкость сферического конденсатора, состоящего из двух
                                            Рис.9.6.          Рис.9.7
и находятся в одной плоскости                                              концентрических сфер с радиусами 10 см и 10,5 см. Пространство меж-
(рис.9.7). Найти напряженности маг-                                        ду сферами заполнено маслом. Какой радиус должен иметь шар, поме-
нитного поля в точках М1 и М2 , если токи I1 =2 А, I2=3А. Расстояния       щенный в масло, чтобы иметь такую же емкость?
АМ1=АМ2=1 см и ВМ1=СМ2=2 см.                                                    4.9. Найти емкость системы конденсаторов,          С1
     9.8. Ток 20 А, протекая по кольцу из медной проволоки сечением 1      изображенной на рисунке 4.9. Емкость каждого                    С3
мм2, создает в центре кольца напряженность магнитного поля 178 А/м.        конденсатора 0,5 мкФ.
Какая разность потенциалов приложена к концам проволоки, образую-
щей кольцо?                                                                     4.10 Разность потенциалов между точками А и          С2
     9.9. Два круговых витка радиусом 4 см каждый расположены в па-          А    С1     С2    В   В 6 В (см.рис.4.10). Ем-       Рис 4.9
раллельных плоскостях на расстоянии 5 см друг от друга. По виткам                                  кость первого конденсато-
текут токи I1 =I2=4 А. Найти напряженность магнитного поля в центре            Рис.4.10.           ра 2 мкФ и емкость второго конденсатора 4
одного из витков. Задачу решить, когда: а) токи в витках текут в одном                             мкФ. Найти заряды q1 и q2 и разности потен-
направлении; б) токи в витках текут в противоположных направлениях.        циалов U1 и U2 на обкладках каждого конденсатора.
     9.10 Катушка длиной 30 см имеет 1000 витков. Найти напряжен-               4.11. Шар радиусом 1 м заряжен до потенциала 30кВ. Найти энер-
ность магнитного поля внутри катушки, если по катушке проходит ток 2       гию заряженного шара.
А. Диаметр катушки считать малым по сравнению с ее длиной.                      4.12 Шар, погруженный в керосин, имеет потенциал 4,5 кВ и по-
     9.11. Из проволоки диаметром 1 мм надо намотать соленоид, внут-       верхностную плотность заряда 11,3 мкКл/м2. Найти радиус, заряд, ем-
ри которого должна быть напряженность магнитного поля 24 кА/м. По          кость и энергию шара.
проволоке можно пропускать предельный ток 6А. Из какого числа слоев             4.13. Площадь пластин плоского воздушного конденсатора 0,01м2,
будет состоять обмотка соленоида, если витки наматывать плотно друг к      расстояние между ними 2 см. К пластинам приложена разность потен-
другу? Диаметр катушки считать малым по сравнению с ее длиной.             циалов U1=3 кВ. Какова будет напряженность поля конденсатора, если,
     9.12. Шины электростанции представляют собой параллельные             не отключая его от источника напряжения, пластины раздвинуть до рас-
медные полосы длиной 3 м, находящиеся на расстоянии 50 см. При ко-         стояния 5 см? Найти энергии конденсатора до и после раздвижения пла-
ротком замыкании по ним может пойти ток 10 000 А. а) С какой силой         стин?
взаимодействуют при этом шины? б) Изменится ли ответ, если шины                 4.14 Решить предыдущую задачу при условии, что сначала конден-
сделать не медными, а железными?                                           сатор отключается от источника напряжения, а затем раздвигаются пла-
     9.13. В поле бесконечно длинного прямолинейного проводника, в         стины конденсатора.
котором сила тока I1= 20 А, находится квадратная рамка со стороной              4.15 Два проводника имеют одинаковую форму и размеры, причем
a=10 см, в которой сила тока I2=1 А. Проводник и рамка расположены в       один из них полый, а другой сплошной. Если сообщить каждому из них
одной плоскости так, что две стороны рамки перпендикулярны к про-          одинаковый заряд, то будут ли потенциалы равны?
воднику. Расстояние от проводника до ближайшей стороны рамки l=5                4.16 Заряженный медный и стальной шары одинакового радиуса
см. Определить силу, действующую на рамку.                                 приводят в соприкосновение. Как распределятся на них заряды?
     9.14. На двух параллельных шинах, расположенных горизонтально
на расстоянии l=10 см, лежит толстый проводник массой m=100 г. Ши-
ны подключены к источнику напряжения, и в проводнике возникает си-